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1、SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢SIFT特征的提取与应用计算机视觉课程作业报告蒋国宝11Fudan UniversityComputer S2012-06-27蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢内容概要1SIFT特征的提取2SIFT特征的应用3实验4致谢蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的
2、应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢特征提取的四步骤尺度空间极值检测精确定位关键点位置为关键点指定方向参数生成关键点描述子蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢特征提取的四步骤尺度空间极值检测精确定位关键点位置为关键点指定方向参数生成关键点描述子蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢特征提取的四步骤尺度空间极值检测精确定位关键
3、点位置为关键点指定方向参数生成关键点描述子蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢特征提取的四步骤尺度空间极值检测精确定位关键点位置为关键点指定方向参数生成关键点描述子蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢尺度空间极值检测尺度空间L(x,y,) = G(x,y,) I(x,y)DoG空间D(x,y,) = (G(x,y,k) G
4、(x,y,) I(x,y) =L(x,y,k) L(x,y,)蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢尺度空间极值检测尺度空间L(x,y,) = G(x,y,) I(x,y)DoG空间D(x,y,) = (G(x,y,k) G(x,y,) I(x,y) =L(x,y,k) L(x,y,)蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢精确
5、定位关键点位置为什么还要精确定位？1)去除低对比度点2)去除边缘点三维的二次函数拟合(Taylor展式)D(x) = D +DTxx +12xT 2Dx2x对上式求导，得精确位置： x = 2D1x2Dx对于|D( x)| 0.03进行抛弃边缘点的去除Tr(H) = Dxx+ Dyy= + Det(H) = DxxDyy (Dxy)2= Tr(H)2Det(H)(r+1)2r对于不满足以上不等式的点进行抛弃(边缘点),其中,分别为矩阵H的最大最小特征值r=10。蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的
6、的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢精确定位关键点位置为什么还要精确定位？1)去除低对比度点2)去除边缘点三维的二次函数拟合(Taylor展式)D(x) = D +DTxx +12xT 2Dx2x对上式求导，得精确位置： x = 2D1x2Dx对于|D( x)| 0.03进行抛弃边缘点的去除Tr(H) = Dxx+ Dyy= + Det(H) = DxxDyy (Dxy)2= Tr(H)2Det(H)(r+1)2r对于不满足以上不等式的点进行抛弃(边缘点),其中,分别为矩阵H的最大最小特征值r=10。蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征
7、征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢精确定位关键点位置为什么还要精确定位？1)去除低对比度点2)去除边缘点三维的二次函数拟合(Taylor展式)D(x) = D +DTxx +12xT 2Dx2x对上式求导，得精确位置： x = 2D1x2Dx对于|D( x)| 0.03进行抛弃边缘点的去除Tr(H) = Dxx+ Dyy= + Det(H) = DxxDyy (Dxy)2= Tr(H)2Det(H)(r+1)2r对于不满足以上不等式的点进行抛弃(边缘点),其中,分别为矩阵H的最大最小特征值r=10。蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提
8、提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢为关键点指定方向参数对于每个关键点计算梯度幅值和方向m(x,y) =p(L(x + 1,y) L(x 1,y)2+ (L(x,y + 1) L(x,y 1)2(x,y) =tan1(L(x,y + 1) L(x,y 1)/(L(x + 1,y) L(x 1,y)以关键点为中心取领域,求方向直方图，找主方向蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致
9、致谢谢谢为关键点指定方向参数对于每个关键点计算梯度幅值和方向m(x,y) =p(L(x + 1,y) L(x 1,y)2+ (L(x,y + 1) L(x,y 1)2(x,y) =tan1(L(x,y + 1) L(x,y 1)/(L(x + 1,y) L(x 1,y)以关键点为中心取领域,求方向直方图，找主方向蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢生成关键点描述子坐标轴旋转为关键点方向，确保旋转不变性每个关键点产生2 2,每小格内求8方向梯度直方图蒋蒋蒋国国
10、国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢生成关键点描述子坐标轴旋转为关键点方向，确保旋转不变性每个关键点产生2 2,每小格内求8方向梯度直方图蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢点的匹配示例蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用
11、用实实实验验验致致致谢谢谢第0层金字塔的SIFT提取Figure: 第0层SIFT蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢DoG极值点蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢标准SIFT点（官方）蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的
12、的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢谢谢各位！主要参考文献David G.Lowe: Distinctive Image Features fromScale-Invariant Keypoints. (2004 IJCV)David G.Lowe: Object recognition from local scale-invariantfeatures. (1999 ICCV)T. Lindeberg: Scale-space theory: A basic tool for analysingstructures at different scales. (1994)M.Brown a
13、nd D.Lowe: Invariant features from interest pointgroups. (2002)蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢谢谢各位！主要参考文献David G.Lowe: Distinctive Image Features fromScale-Invariant Keypoints. (2004 IJCV)David G.Lowe: Object recognition from local scale-invari
14、antfeatures. (1999 ICCV)T. Lindeberg: Scale-space theory: A basic tool for analysingstructures at different scales. (1994)M.Brown and D.Lowe: Invariant features from interest pointgroups. (2002)蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢谢谢各位！主要参考文献David G.
15、Lowe: Distinctive Image Features fromScale-Invariant Keypoints. (2004 IJCV)David G.Lowe: Object recognition from local scale-invariantfeatures. (1999 ICCV)T. Lindeberg: Scale-space theory: A basic tool for analysingstructures at different scales. (1994)M.Brown and D.Lowe: Invariant features from int
16、erest pointgroups. (2002)蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用SIFT特特特征征征的的的提提提取取取SIFT特特特征征征的的的应应应用用用实实实验验验致致致谢谢谢谢谢各位！主要参考文献David G.Lowe: Distinctive Image Features fromScale-Invariant Keypoints. (2004 IJCV)David G.Lowe: Object recognition from local scale-invariantfeatures. (1999 ICCV)T. Lindeberg: Scale-space theory: A basic tool for analysingstructures at different scales. (1994)M.Brown and D.Lowe: Invariant features from interest pointgroups. (2002)蒋蒋蒋国国国宝宝宝SIFT特特特征征征的的的提提提取取取与与与应应应用用用
